基于51单片机的公交车报站系统设计Word格式.docx
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07电工本一
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学号:
030
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职称:
副教授
完成日期:
2011年3月5日
摘要
本设计主若是研究公交车报站系统的LED点阵显示屏技术。
本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示两个32×
16点阵汉字,并能通过外接按键来更改显示内容,实现公交报站显示。
因为点阵显示屏普遍应用于医院、机场、银行等公开场合,因此本设计具有很强的现实应用性。
本设计具体是利用STC51高速单片机作为主操纵模块,利用简单的外围电路来驱动32×
16的点阵LED显示屏。
利用STC12C系列高速单片机本身壮大的功能和内部E2PROM,能够很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储,并能利用软件方便的进行显示内容的多样转变。
因为采纳串行传输方式,使本系统的可扩展性取得提升,便于多个显示单元的级联。
本文从LED的显示原理入手,详细论述了LED动态显示的进程,和硬件电路的设计、和软件的设计等等。
关键词:
公交报站系统;
LED显示屏;
单片机;
串行传输
Abstract
ThisdesignistostudytheLEDDotMatrixDisplaytechnologofthebusstations’system.TheLEDdisplaycanalsoshowtwo(32×
16dotmatrix)charactersbythewayofdynamicscanning,anditcanchangethedisplaytoachievebus-stopdisplaythroughanexternalbutton.BecausetheDotMatrixDisplayarewidelyusedinhospitals,airports,banksandotherpublicplaces,sothisdesignhasastrongpracticalapplicability.
ThisdesignusesspecificHigh-SpeedMicrocontrollerFamilySTC51asthemaincontrolmodule,andusingsimpleexternalcircuittodrivethe32×
16DotMatrixLEDdisplay.TheSTC12CHigh-SpeedSingleChip,ownspowerfulfunctionandinternalthatitcaneasilyrealizedatatransferandstoragebetweenPCandMCU,andit'
seasytousesoftwaretodisplaythecontentsofvariety.Andfortheserialtransmission,thescalabilityofthesystembeenhancedtofacilitatecascadingmultipledisplayunits.
KeyWords:
BusAuto-Reporting-CallingSystem;
LEDdisplayscreen;
High-SpeedSingleChip;
SerialTransmission
1绪论
前言
LED电子显示屏(LightEmittingDiodePanel)是由几百--几十万个半导体发光二极管组成的像素点,按矩阵均匀排列组成。
利用不同的半导体材料能够制造不同色彩的LED像素点。
目前应用最广的是红色、绿色、黄色。
而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了有历时期。
LED显示屏是一种通过操纵半导体发光二极管的亮度的方式,来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各类信息的显示屏幕。
LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏,均由LED矩阵块组成。
图文显示屏可与运算机同步显示汉字、英文文本和图形;
而条幅显示屏那么适用于小容量的字符信息显示。
LED显示屏因为其像素单元是主动发光的,具有亮度高,视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳固等优势。
因此被普遍应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业治理和其它公开场合。
LED显示屏的进展前景极为广漠,目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性,靠得住性、全色化方向进展。
背景与意义
最近几年来,我国城市交通的现状已引发了政府、公众、社会各界的普遍关注,有关专家学者和交通工程师们在吸取各国城市交通进展体会的基础上,找到了一条解决我国城市交通进展问题的有效途径,即优先进展城市公共交通,以公共交通为杠杆降低城市交通需求总量,实现道路交通基础设施进展与交通需求增加的均衡。
实施“公交优先”是解决我国城市交通进展问题的有效途径,也是我国目前城市交通进展的大体政策。
公交智能化是智能交通的一个重要的子领域,同时也是落实“公交优先”,使城市交通与社会经济和谐进展的重要组成部份。
实施公交智能化,必需提高公交效劳质量,而到站后的准确、及时报站确实是一个方面。
当前国内要紧大城市的公交车多数采纳人工报站,即每到一站由司机或者乘务员来进行报站。
但有时由于受到各类因素如雨雪天路滑、车上拥堵、乘务员心情的转变等的阻碍,会显现报错站,漏报站的情形,给乘客专门是不熟悉本市地形的乘客带来了没必要要的麻烦,从而阻碍到了一个城市的窗口形象工程建设。
于是开发研制公交车报站系统成为必然。
实现公共汽车自动报站是是公交智能化的一分子,是增进智能交通的一个不可缺少的步骤,同时也是落实“公交优先”使城市交通与社会经济和谐进展的重要组成部份。
国内外研究现状
基于51单片机的公交车报站系统的设计要紧研究方向是关于LED显示屏的设计。
因此下主若是关于LED显示屏展开论述。
我国LED显示产业在规模进展的同时,产品技术推陈门新、一直维持比较先进的水平,90年代初即具有了成熟的16级灰度256色视频操纵技术及无线遥控等国际先进水平技术,最近几年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频操纵技术、集群无线操纵、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品显现;
LED显示屏操纵专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并取得应用。
LED显示屏产业培育形成了一批LED显示屏科技队伍,在全国LED显示屏行业的从业人数6000人中,科技人员有2800人,快要50%。
LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部份,也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业[17]。
在作者郭兆正的《LED点阵显示屏系统设计》中对国内的LED的研究现状有了可能表达:
LED电子显示屏是随着运算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛进展而形成的一种新型信息显示媒体。
它利用发光二极管组成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕,以靠得住性高、利用寿命长、环境适应能力强、性能价钱比高、利用本钱低等特点,在短短的10来年中,迅速成长为平板显示的主流产品,在信息显示领域取得了普遍的应用[11]。
研究要紧功效
通过查阅相关的文献期刊书籍,对LED显示屏的一些研究功效如下:
①在作者梁纯、王军的《基于MCS_51单片机的LED点阵图文显示屏设计》文章中把RS485和硬件汉字库技术应用到LED点阵图文显示屏。
在操纵传输方面,通过RS485总线连接显示屏和上位运算机,具有散布灵活、扩展方便的优势。
在显示操纵方面,LED阳极通过三极管8550与电源相连,用单片机IO口操纵行选通;
LED阴极通过达林顿管驱动,用74HC595来输出列选通,实现汉字显示。
经作者实际应用验证,以此作为信息显示屏,工作稳固,字符清楚,字体美观,亮度适中,依照需要可选择静止显示和拉滚字幕成效[13]。
②在作者付浩的《AT89C51单片机高速串行输出口设计》文章中介绍了单片机高速串行同步移位输出口的方式:
在LED点阵显示屏的应用系统中,一样都采纳数据同步移位输出方式,并利用移位寄放器芯片(如74LS595)扩展并行I/O口驱动LED点阵显示。
LED点阵显示采纳扫描方式,为不产生闪烁感,每秒需要传送50屏点阵显示数据,这就要求单片性能够快速地输出数据。
AT89C51单片机的串行口在方式0工作状态下,数据以fosc/12的波特率输出,1个字节数据写入SBUF后,需要检查中断标志位TI是不是为”1”并清零TI或延时几个机械周期后才能继续写入下一个数据,输出速度慢。
作者采纳模块化设计,给出基于TTL和PLD的两种电路的实现方案,波特率提高到fosc,数据输出不需要等待或延时。
这两种方案在LED点阵显示系统中都已经取得成功的应用[1]。
③在作者赵娟、高正明、李艳丽的《点阵式汉字电子显示屏的设计制作》文章中介绍了点阵式汉字电子显示屏的硬件电路设计原理与软件设计方案,采纳MCS-51系列单片机芯片,取得了一个能够同时显示4个汉字,16
16的并能够依照需要扩展的LED点阵式显示屏。
该系统通过跳线决定要显示的内容,设计所需的部件较少,原理简单,具有设计先进、显示活泼、可动态转动显示汉字或图案的能力。
除此之外该系统还具有自检功能,通过报警声的不同识别不同的故障[5]。
④在作者游达章、黄劲的《简易LED点阵汉字显示操纵模块设计》文章中依照LED汉字显示原理,制作了由AT89S52主控的LED汉字显示模块,给出了硬件电路图和操纵软件。
详细介绍了汉字内码到字模的转化,和到LED显示屏显示汉字的进程。
该模块扩展柔性大,易于扩展字库容量和LED显示屏数量,能够同时显示多个汉字和字符,另外本钱较低,电路与操纵方案简练明了,容易实现,具有应用推行价值[15]。
⑤在作者张红、于平、程文播的《基于单片机操纵的LED点阵显示屏系统》文章中给出了一个点阵显示屏的硬件及软件的整体设计,及其显示的整体操纵包括左移、右移、通信、操纵等。
本系统的硬件及软件均调试通过,具有可行性。
而且本钱低廉易于开发是一个方便有效的点阵显示系统。
其创新点是克服了原先固定显示的缺点,能够通过通信模块实现显示内容的实时更改。
采纳单片机操纵克服了用电脑实现动态显示本钱高的缺点。
在左移显示模块中采纳移入半个汉字的方式克服了扫描时刻不足而显现乱码的现象[16]。
进展趋势
现代信息社会中,作为人机信息视觉传播媒体的显示产品和技术取得迅速进展,进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时期,LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的进展,并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品[2]。
Ø
高亮度、全彩化
蓝色及纯绿色LED产品自显现以来,本钱逐年快速降低,已具有成熟的商业化条件。
基础材料的产业化,使LED全彩色显示屏产品本钱下降,应用加速。
以全彩色户外φ26显示屏为例,1996年的产品市场价钱每平方米在12万元左右,1999年已降至7-8万元人民币/㎡,LED产品性能的提高,使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平稳均达到比较理想的成效,完全能够知足户外全天候的环境条件要求、同时,由于全彩色显示屏价钱性能比的优势,估量在以后几年的进展中,全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会愈来愈多地代替传统的灯箱
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